[發明專利]一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911070758.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110876938B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 鞏金龍;王宗寶;張先華;蘇迎輝;劉蕊;肖海成;王林;王奕然;李慶勛
• 申請（專利權）人: 天津大學;中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/94;C01B3/40
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

1.一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體，其特征在于，該載氧體為鈣鈦礦結構，其通式為La_1-xCe_xFeO₃，0＜x≤1。

2.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體，其特征在于，所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體的晶格結構均為正交晶格。

3.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體，其特征在于，0.3≤x≤0.7。

4.一種如權利要求1所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體的制備方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進行：

步驟1，根據La_1-xCe_xFeO₃的化學計量比，稱取4.3300(1-x)質量份的La(NO₃)₃·6H₂O，4.3412x質量份的Ce(NO₃)₃·6H₂O和4.0399質量份的Fe(NO₃)₃·9H₂O以及絡合劑溶解在去離子水中配置為前驅體溶液，其中，所述絡合劑與所述前驅體溶液中金屬離子總量的摩爾比為1:1～4:1；

步驟2，將步驟1所得透明溶膠在攪拌條件下蒸干至凝膠狀；隨后放入100～200℃恒溫干燥箱老化5～24h，將所得前驅體粉末在800～1000℃，二氧化碳氣氛中焙燒2～6h得到鑭鈰鐵鈣鈦礦載氧體，其分子式為La_1-xCe_xFeO₃，0≤x≤1。

5.根據權利要求4所述的一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體的制備方法，其特征在于，所述絡合劑為檸檬酸、乙二醇、甘氨酸、尿素中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的一種鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體的制備方法，其特征在于，步驟2中的攪拌速率為300～600rpm，蒸干溫度為50～90℃。

7.一種如權利要求1-3中任一項所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體在化學鏈甲烷重整反應中的應用，其特征在于，在還原階段，所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體在無氧條件下與甲烷反應，所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體中的晶格氧將甲烷部分氧化生成合成氣，與此同時所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體被還原；在氧化階段，被還原后的所述鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體與二氧化碳或者水蒸氣反應實現催化劑的循環再生，恢復到與甲烷反應前的結構。

8.根據權利要求7所述的鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體在化學鏈甲烷重整反應中的應用，其特征在于，所述還原階段和所述氧化階段的反應溫度為500-1200℃。

9.根據權利要求7所述的鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體在化學鏈甲烷重整反應中的應用，其特征在于，所述還原階段通入甲烷和氮氣混合氣，其中甲烷體積百分數為5—50％，以甲烷為基準計算，控制反應的體積空速為60—6000h^-1。

10.根據權利要求7所述的鈣鈦礦型復合金屬氧化物載氧體在化學鏈甲烷重整反應中的應用，其特征在于，所述氧化階段通入二氧化碳和氮氣混合氣，其中二氧化碳體積百分數為5-50％，以二氧化碳為基準計算，控制反應的體積空速為300—6000h^-1；或者氧化階段通入水蒸氣和氮氣的混合氣，其中水蒸氣的體積百分數為5—50％，以水蒸氣為基準計算，控制反應的體積空速為300—6000h^-1。